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Projekt
Die Bedeutung der Bandsynapse für neuronale Phasenkopplung bei hohen Frequenzen
Antragstellerinnen
Professorin Dr. Christine Köppl; Dr. Ulrike Johanna Sienknecht
Fachliche Zuordnung
Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
Förderung
Förderung von 2015 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279586716
Für Menschen und Tiere mit gutem, tieffrequentem Hörvermögen ist Phasenkopplung der afferenten Fasern des Hörnervs ein wichtiger zeitlicher Kode für die zentrale Hörverarbeitung. Die zeitliche Unschärfe im Entladungsverhalten von phasenkoppelnden Hörnervenfasern beträgt im besten Fall nur etwa 30 µs. Dies repräsentiert ultraschnelle und zeitlich präzise Informationsverarbeitung nahe der Grenze des Möglichen. Die zugrunde liegenden, zellulären Mechanismen sind jedoch ungenügend verstanden. Dieses Projekt hat zum Ziel, den spezifischen Beitrag der Bandsynapsen in den Haarzellen zu untersuchen. Als Modellorganismus wird das Huhn gewählt, aus zwei Gründen: 1) Hühner zeigen robuste Phasenkopplung bis in den kHz-Bereich und 2) Huhnembryonen sind in-ovo gut zugänglich für etablierte Techniken der virusvermittelten Gen-Misexpression. Für das Projekt steht ein Modell-Hühnchen zur Verfügung, das einen aberranten Phänotyp in nur einem Ohr zeigt. Die Veränderung betrifft spezifisch die Haarzellen und ihre Innervation, sodass jede afferente Nervenfaser Eingang von einer erhöhten Anzahl synaptischer Bänder erhält. Dies erlaubt es, den jüngst postulierten Mechanimus zu testen, dass synchronisierte, multi-vesikuläre Transmitterausschüttung die zeitliche Präzision neuronaler Phasenkopplung kritisch verbessert. Die Vorhersage ist, dass eine erhöhte Anzahl präsynaptischer Bänder die Synchronisation der Transmitterfreisetzung und somit auch die zeitliche Präzision der neuronalen Phasenkopplung verschlechtert, v.a. nahe der Frequenzobergrenze für Phasenkopplung. Wir werden dies mit verschiedenen Maßen in-vivo quantifizieren. Unsere Arbeit an Vögeln erweitert die konzeptionellen und technischen Möglichkeiten, um die Mechanismen ultraschneller Zeitverarbeitung an dieser hochspezialisierten, ersten Synapse des Hörsystems aufzuklären.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
